Научно-изследователската дейност на НПЛ е насочена в следните области:
Обработване на материали с концентрирани енергийни потоци, изследване на структурата и свойствата на машиностроителни материали след въздействие с лазер, плазма, електронен лъч;
Създаване и изследване охлаждащата способност на нови среди за закаляване, в условията на регулируемо и термоциклично въздействие;
Изследване възможностите за повърхностно и дълбочинно-повърхностно уякчаване с регулируемо нагряване и охлаждане с получаване на регламентирана структура и свойства.
Приложната дейност на НПЛ включва:
Изследване и оценяване на експлоатационни, технологични и конструктивни ситуационни решения на метални изделия в областта на енергетиката, химическата и нефтопреработвателна промишленост, корабостроенето и транспортното машиностроене, строителството;
Разработване и реализация на технологии за повърхностно уякчаване на голямогабаритни детайли тип пръстени със диаметър до 5000 mm и широчина до 500 mm;
Разработване и промишлена реализация на технологии за повърхностно газопламъчно и индукционно закаляване на валове с дължина до 4000 mm и диаметър до 300 mm;
Разработване и изпълнение на технологии за дълбочинно повърхностно уякчаване на детайли тип дискове, формовъчни ролки и ходови колела с дълбочина на уякчения слой до 25mm и повърхностна твърдост до 62 HRC;
Разработване и реализация на технологии за уякчаване на големи зъбни колела с диаметър до 1250 mm по метода на едновременно регулируемо нагряване и душево охлаждане на зъбния венец със самоотвръщане за постигане на конструктивните изисквания.